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基于动作捕捉与刚体动力学的步行荷载重构与仿真 被引量：8
1
作者 张梦诗 陈隽 +1 位作者 彭怡欣 王玲 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期961-972,共12页
采用医学步态分析与动作捕捉技术开展了73人次3066组步行荷载实验,通过粘帖于实验者身体各部位共39个Marker点捕捉步行者各部位运动轨迹,建立了步行者的多刚体及单刚体(包括基于质心点轨迹的单刚质心点模型以及基于某特定Marker点轨迹... 采用医学步态分析与动作捕捉技术开展了73人次3066组步行荷载实验,通过粘帖于实验者身体各部位共39个Marker点捕捉步行者各部位运动轨迹,建立了步行者的多刚体及单刚体(包括基于质心点轨迹的单刚质心点模型以及基于某特定Marker点轨迹的单刚特征点模型)动力学模型,可由体段的运动轨迹重构竖直方向及水平侧向步行荷载.多刚体及单刚体模型均可实现步行荷载竖向分量的高精度重构,其中单刚特征点模型使用方便且精度好,推荐用于竖向步行荷载的重构.对于水平侧向分量的重构,多刚体模型与单刚体质心点模型结果合理,而单刚体特征点模型不适用.基于实测数据,拟合了人体步行时质心竖直方向运动轨迹的傅立叶级数模型,并利用此模型进行竖向步行荷载的仿真,可用于大跨度工程结构的竖向人致振动舒适度分析问题. 展开更多
关键词 步行荷载 动作捕捉技术 刚体模型 荷载仿真
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下肢康复训练机器人膝踝协调运动控制方法 被引量：5
2
作者 邢艳丽 亢瑾 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第3期287-291,共5页
针对当前下肢康复训练机器人膝踝协调运动控制方法未考虑训练机器人系统不确定性,导致膝踝运动的速度与位置误差较高,收敛速度较慢,训练机器人步态不协调的问题,提出下肢康复训练机器人膝踝协调运动控制方法。设置标识点数量与具体位置... 针对当前下肢康复训练机器人膝踝协调运动控制方法未考虑训练机器人系统不确定性,导致膝踝运动的速度与位置误差较高,收敛速度较慢,训练机器人步态不协调的问题,提出下肢康复训练机器人膝踝协调运动控制方法。设置标识点数量与具体位置,建立下肢刚体模型局部坐标系,分别构建不同点在矢状面的运动学方程,计算相邻点之间连线长度。利用膝踝等关节的动力学表达式,求出步态特征参数,通过高斯函数扩展形式,拟合膝关节转角非中心对称双峰曲线,采用分段曲线拟合形式,拟合踝关节转角参数,完成膝踝关节转角数学建模。采用自适应迭代学习控制算法,设立迭代控制信号,对膝踝运动轨迹跟踪,计算输出误差,确定自适应迭代条件,通过迭代项克服机器人系统带来的不确定性,实现膝踝协调运动控制。仿真实验表明,该方法的训练机器人膝踝运动步态较为协调,具有较快的收敛速度,有效降低膝踝运动的速度与位置误差,确保膝踝协调运动。 展开更多
关键词 下肢康复训练机器人 膝踝协调运动 自适应迭代控制 刚体模型 步态特征
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基于弹性车辆系统和OTPA方法的车辆振动传递特性分析
3
作者 郭冰彬 罗志翔 +3 位作者 肖乾 程玉琦 杨逸航 朱恩豪 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期179-192,共14页
为了准确分析轨道车辆在较宽频域范围内的振动特性及传递规律,提出了一种基于弹性车辆系统动力学仿真模型的工况传递路径分析(OTPA)方法;建立了包含柔性轮对、构架和车体的弹性车辆系统动力学模型和与之结构参数完全相同的刚体模型,从... 为了准确分析轨道车辆在较宽频域范围内的振动特性及传递规律,提出了一种基于弹性车辆系统动力学仿真模型的工况传递路径分析(OTPA)方法;建立了包含柔性轮对、构架和车体的弹性车辆系统动力学模型和与之结构参数完全相同的刚体模型,从时域的角度研究了轮对、构架和车体的振动特性,并将仿真结果与实测数据进行了对比,探究了弹性处理方式对车辆振动的影响,得出了振动能量的衰减规律;从频域的角度研究了在实测钢轨垂向不平顺的激励下,弹性车辆系统的振动特性;运用OTPA方法仿真分析了钢轨垂向不平顺结合车轮多边形的复杂工况下,车辆系统从轮对到构架至车体这一自下而上的振动传递过程当中垂向振动的主要传递路径。研究结果表明:车辆系统的弹性处理方式对整车振动有重要影响,弹性模型的轮对、构架和车体的振动加速度相比于刚体模型在中低频范围内更接近实测值,轴箱、构架和车体的最大振动幅值分别为250~450、30~40、3~4 m·s^(-2),由轮对至构架到车体,振动幅值呈一个数量级衰减;弹性模型的平稳性指标大于刚体模型,并且速度越大趋势越明显,车辆的弹性振动对运行性能的影响随着速度的提高而增大;车辆系统在复杂工况下,振动主要通过一系钢弹簧传递至构架,再通过空气弹簧和牵引拉杆传递至车内地板。 展开更多
关键词 轨道交通 弹性车辆系统 工况传递路径分析 钢轨垂向不平顺 车轮多边形 刚体模型 传递路径
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基于刚体模型的铁道车辆曲线运动轮轨力分析 被引量：5
4
作者 金刚 时瑾 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期70-76,共7页
针对目前借助复杂的车轨动力学仿真计算铁路线路曲线段轮轨力存在计算量大的问题,在分析铁道车辆曲线通过时运动学关系基础上,忽略车辆摇头和点头运动的影响,构建仅包含垂向、横向和侧滚运动3个自由度的刚体模型;利用质心运动定理和对... 针对目前借助复杂的车轨动力学仿真计算铁路线路曲线段轮轨力存在计算量大的问题,在分析铁道车辆曲线通过时运动学关系基础上,忽略车辆摇头和点头运动的影响,构建仅包含垂向、横向和侧滚运动3个自由度的刚体模型;利用质心运动定理和对质心的动量矩定理,建立车辆动力学基本方程组,由此推导出任意超高、任意线型条件下,以线路参数(平面曲线曲率、超高和轨距)和车辆结构参数(车辆质心到轨顶面距离和车辆对质心的回转半径)表达的轮轨力计算式及近似解,从而能较为高效地实现不同线路条件下铁道车辆曲线运动轮轨力预测。 展开更多
关键词 铁道车辆 曲线通过 轮轨力 刚体模型 动力学方程
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纳米级定位精度弹性位移缩小机构的仿真与实验 被引量：4
5
作者 秦宇 冯之敬 《纳米技术与精密工程》 EI CAS CSCD 2007年第1期19-22,共4页
研究了一种具有纳米级定位精度的弹性位移缩小机构.该机构采用柔性铰链杠杆结构,这种弹性位移缩小机构可以将传统螺母丝杠系统精度提高到纳米级,同时非线性、迟滞误差小.首先采用刚体模型建立了弹性位移缩小机构的理论模型;然后运用ANSY... 研究了一种具有纳米级定位精度的弹性位移缩小机构.该机构采用柔性铰链杠杆结构,这种弹性位移缩小机构可以将传统螺母丝杠系统精度提高到纳米级,同时非线性、迟滞误差小.首先采用刚体模型建立了弹性位移缩小机构的理论模型;然后运用ANSYS有限元软件分析了弹性位移缩小机构的特性;最后使用双频激光干涉仪对弹性位移缩小机构的输出特性进行了测量.理论与实验结果表明,理论模型可以较好地反映输入与输出的关系,可作为设计弹性缩小机构缩小率的重要依据;有限元模型计算结果与实验结果接近;实验结果表明,该装置行程可达10μm,分辨率可达10nm. 展开更多
关键词 弹性位移缩小机构 纳米定位 刚体模型 有限元方法
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基于改进遗传算法的四旋翼无人机参数辨识 被引量：4
6
作者 曾玉龙 赵龙 周建华 《应用科技》 CAS 2014年第1期1-5,共5页
为克服传统遗传算法在参数辨识过程中收敛速度慢的问题,提出了一种基于改进遗传算法的四悬翼无人机参数辨识方法。该方法引入梯度算子为遗传进化提供指示性的方向,利用遗传算法的全局搜索性保证算法的全局收敛,并根据简化四旋翼无人机... 为克服传统遗传算法在参数辨识过程中收敛速度慢的问题,提出了一种基于改进遗传算法的四悬翼无人机参数辨识方法。该方法引入梯度算子为遗传进化提供指示性的方向,利用遗传算法的全局搜索性保证算法的全局收敛,并根据简化四旋翼无人机数学模型设计了优化函数。利用四悬翼无人机实飞数据进行了实验测试,实验结果验证了本文方法的有效性和快速收敛性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 刚体模型 参数辨识 遗传算法 梯度算子
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断层f_2对锦屏左岸坝坡静力稳定性的影响 被引量：1
7
作者 吴事贵 张建海 《水电站设计》 2004年第4期15-18,共4页
利用分块极限平衡法分析锦屏左岸由断层f5及f2形成的多刚体模型,并与单刚体模型做了对比。对多刚体模型,充分研究了断层f2对左岸坝坡稳定性的影响。结果表明,断层f2对左岸坝坡稳定性的影响显著,多刚体模型比单刚体模型更适用于锦屏左岸... 利用分块极限平衡法分析锦屏左岸由断层f5及f2形成的多刚体模型,并与单刚体模型做了对比。对多刚体模型,充分研究了断层f2对左岸坝坡稳定性的影响。结果表明,断层f2对左岸坝坡稳定性的影响显著,多刚体模型比单刚体模型更适用于锦屏左岸的地质情况。建议在对f5进行混凝土置换加固的同时,也对断层f2进行混凝土置换、加固、灌浆等处理,以提高坝坡的稳定性。 展开更多
关键词 坝坡稳定性 高坝 断层 灌浆 混凝土 置换加固 极限平衡法 静力 情况 地质
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人体跳跃及落地激励下的楼板动力响应研究 被引量：2
8
作者 何浩祥 闫维明 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期220-225,共6页
在研究大跨轻柔楼板振动时,有必要考虑人群跳跃及落地激励对楼板安全性及舒适度的影响。将各连体轴关节角作为广义坐标,建立了四刚体等效人体模型,研究了人体跳跃及落地整个过程中的运动特性。通过求解人体角的变化,可以计算出人群跳跃... 在研究大跨轻柔楼板振动时,有必要考虑人群跳跃及落地激励对楼板安全性及舒适度的影响。将各连体轴关节角作为广义坐标,建立了四刚体等效人体模型,研究了人体跳跃及落地整个过程中的运动特性。通过求解人体角的变化,可以计算出人群跳跃及落地过程中对楼板施加的动力荷载。通过多刚体模型法和组合正弦荷载法模拟人群动力荷载,研究了有阻尼楼板的动力方程及其求解方法。分析了人群荷载作用下,具有不同结构参数的楼板的动力性能,并对楼板的舒适度进行了评价。结果表明:由组合正弦荷载法模拟的人群激励更适用于常规的楼板设计。由多刚体模型模拟的人群激励由于具有更丰富的频率,建议在大跨楼板的舒适度评价中予以考虑。 展开更多
关键词 楼板振动 人群激励 舒适度 刚体模型
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纠正生理书中耳传声理论之错 被引量：2
9
作者 秦任甲 《医学争鸣》 CAS 2020年第5期44-47,共4页
研究旨在揭示世界性长期用于阐明中耳传声原理的听骨链杠杆模型的错误何在,创立阐明中耳传声原理的刚体定轴转动模型理论。运用理论性研究方法,依据生理学资料、物理学原理进行论证。结果指出因杠杆模型舍弃中耳传声的本质属性,而导致... 研究旨在揭示世界性长期用于阐明中耳传声原理的听骨链杠杆模型的错误何在,创立阐明中耳传声原理的刚体定轴转动模型理论。运用理论性研究方法,依据生理学资料、物理学原理进行论证。结果指出因杠杆模型舍弃中耳传声的本质属性,而导致其结构和功能都不符合中耳传声的实际。多方面证明刚体定轴转动模型才是正确的、完备的阐明中耳传声的理论。 展开更多
关键词 中耳传声原理 杠杆模型 刚体模型
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计算机数值仿真在运动技术研究中的应用 被引量：1
10
作者 罗建新 《黔南民族师范学院学报》 2007年第3期38-40,73,共4页
采用文献综述法,应用计算机数值仿真技术,结合体育运动技术的研究方法与特点,从人体运动数字仿真模型的建立,计算机数值仿真的步骤、数据输入、数据前处理,计算机仿真计算,人体运动技术方案的修改,新动作设计与计算机数值仿真在运动技... 采用文献综述法,应用计算机数值仿真技术,结合体育运动技术的研究方法与特点,从人体运动数字仿真模型的建立,计算机数值仿真的步骤、数据输入、数据前处理,计算机仿真计算,人体运动技术方案的修改,新动作设计与计算机数值仿真在运动技术训练中的应用价值等方面论述了计算机数值仿真技术在运动技术研究中的应用方法、过程、具体步骤与功能。 展开更多
关键词 计算机数值仿真 动作技术 刚体模型
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基于刚体模型的粉笔落地力学探究
11
作者 王悦 方碧绿 +4 位作者 孙大鹏 张鹏 董晓舟 陈世文 刘宇 《唐山师范学院学报》 2022年第3期38-40,共3页
将粉笔抽象成刚体模型,对粉笔落地情况进行了受力分析,总结了落地断裂结果的力学规律,揭示了粉笔断裂结果的力学原因。
关键词 刚体模型 粉笔 受力分析
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风电起重机虚拟样机技术应用研究
12
作者 高建桥 《汽车实用技术》 2019年第9期60-61,共2页
当前风电起重机研究方法以静力学为主,得到数据误差较大,参考价值有限。为了更好对风电起重机的不同运行状况进行分析,文章运用虚拟样机技术对风电起重机进行动力学分析研究,根据多体系统动力学理论,推导出风电起重机臂架在变幅机构和... 当前风电起重机研究方法以静力学为主,得到数据误差较大,参考价值有限。为了更好对风电起重机的不同运行状况进行分析,文章运用虚拟样机技术对风电起重机进行动力学分析研究,根据多体系统动力学理论,推导出风电起重机臂架在变幅机构和回转机构运动中的动态载荷特性,结合风电起重机刚体模型中机构动力学仿真分析研究,验证虚拟样机技术应用于风电起重机的可行性和准确性。 展开更多
关键词 风电起重机 虚拟样机技术 动力学分析 刚体模型
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防空导弹毁伤目标六自由度建模研究
13
作者 刘恒 胡铮 范利军 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期13-16,共4页
防空导弹毁伤目标的性能不断增强,传统基于质点的空中目标模型不能很真实的体现目标各项性能,跟踪效果不理想。针对这个问题提出一种基于刚体的六自由度模型。这种模型不仅具有三维的位置信息,还有三维的姿态变化信息,并根据空中目标的... 防空导弹毁伤目标的性能不断增强,传统基于质点的空中目标模型不能很真实的体现目标各项性能,跟踪效果不理想。针对这个问题提出一种基于刚体的六自由度模型。这种模型不仅具有三维的位置信息,还有三维的姿态变化信息,并根据空中目标的特点简化计算。仿真结果显示,这种方法有更高的跟踪精度和稳定性,且不易丢失目标,并能更好的体现目标各方面状态。 展开更多
关键词 防空导弹 空中目标 刚体建模 目标跟踪 六自由度
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基于伪刚体模型法的全柔性机构位置分析 被引量：57
14
作者 于靖军 毕树生 +1 位作者 宗光华 赵东 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期75-78,共4页
柔性机构是一种依靠构件元素的弹性变形传输所希望运动的机构。具有集中柔度的全柔性机构是其中的一种类型，其特征是机构中传统形式的铰链全部被柔性铰链所代替。对它的研究，近年来也已成为一个热点。为探索这类全柔性机构的运动学问... 柔性机构是一种依靠构件元素的弹性变形传输所希望运动的机构。具有集中柔度的全柔性机构是其中的一种类型，其特征是机构中传统形式的铰链全部被柔性铰链所代替。对它的研究，近年来也已成为一个热点。为探索这类全柔性机构的运动学问题，首先建立起柔性铰链变形刚度模型。在此基础上，提出了一种扩展的伪刚体模型法，很好地解决了机构的位置正、反解问题。 展开更多
关键词 柔性机构 柔性铰链 运动学 全柔性机构 伪刚体模型 位置分析
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空间全柔性机构位置分析的刚度矩阵法 被引量：22
15
作者 于靖军 毕树生 宗光华 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期323-326,共4页
柔性机构是一种依靠构件元素的弹性变形传输所希望运动的机构 .具有集中柔度的全柔性机构是其中的一种类型 .由于空间全柔性机构中存在球副 ,使得目前通用的伪刚体模型法受到限制 ,为此提出了一种扩展伪刚体模型法 .并以 6 RSS并联全柔... 柔性机构是一种依靠构件元素的弹性变形传输所希望运动的机构 .具有集中柔度的全柔性机构是其中的一种类型 .由于空间全柔性机构中存在球副 ,使得目前通用的伪刚体模型法受到限制 ,为此提出了一种扩展伪刚体模型法 .并以 6 RSS并联全柔性机构为例对其位置解问题进行了分析 :首先利用结构分析中的位移法建立起柔性铰链的刚度模型 ,同时通过一系列坐标系的建立和转换 ,建立起机构的变形协调方程、位置闭环方程及静力平衡方程 ,进而求得机构的位置解 .该方法充分考虑了机构中弹性构件的变形 。 展开更多
关键词 运动学 刚度矩阵 机构 全柔性机构 柔性铰链 伪刚体模型
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模拟柔顺机构中柔顺杆件末端特征的2R伪刚体模型 被引量：24
16
作者 冯忠磊 余跃庆 王雯静 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期36-42,共7页
柔顺机构是一种新型机构,其中包含的柔顺杆件会因为产生大变形而导致分析起来十分复杂。伪刚体模型能够简化柔顺杆件的大变形分析。基于伪刚体模型的原理,针对柔顺机构中的柔顺杆件,提出以末端转角参数化近似方法为基础的2R伪刚体模型... 柔顺机构是一种新型机构,其中包含的柔顺杆件会因为产生大变形而导致分析起来十分复杂。伪刚体模型能够简化柔顺杆件的大变形分析。基于伪刚体模型的原理,针对柔顺机构中的柔顺杆件,提出以末端转角参数化近似方法为基础的2R伪刚体模型。该模型用两个不同劲度系数的扭转弹簧连接3个不同长度的刚性杆件,并用特征半径系数表征刚性杆件的长度,用刚度系数表征扭簧的扭转能力,通过二维搜索得到模型的最优特征半径系数,应用线性回归方法得到模型的刚度系数。该模型能准确模拟柔顺机构中柔顺杆件的末端变形轨迹和变形角度。推导柔顺杆件和伪刚体模型变形时的应变能公式,通过数值对比,从能量角度评价伪刚体模型储存应变能的能力。 展开更多
关键词 柔顺机构 伪刚体模型 参数化近似 应变能
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大变形柔顺机构的驱动特性研究 被引量：18
17
作者 李海燕 张宪民 彭惠青 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第9期1040-1043,共4页
基于“伪刚体模型法” ,分析研究了当给定从动件的变形或给定其运动规律时大变形柔顺机构原动件的驱动问题。首先对柔顺机构中不同柔性元件的运动轨迹进行了分析 ,给出了其“伪刚体模型”中主要结构参数的确定方法。在此基础上 ,研究了... 基于“伪刚体模型法” ,分析研究了当给定从动件的变形或给定其运动规律时大变形柔顺机构原动件的驱动问题。首先对柔顺机构中不同柔性元件的运动轨迹进行了分析 ,给出了其“伪刚体模型”中主要结构参数的确定方法。在此基础上 ,研究了当从动件产生预期的变形或满足给定的运动规律时 ,求解原动件驱动力矩的一般方法。最后通过算例说明了方法的有效性。 展开更多
关键词 柔顺机构 伪刚体模型 驱动特性
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人车碰撞事故仿真与行人保护研究 被引量：20
18
作者 王国林 鲁砚 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期14-17,共4页
基于PC-Crash软件建立了行人汽车碰撞模型。综合考虑人车碰撞过程中行人身高、步行速度、车速、人车碰撞位置等因素及其统计特征,利用M atlab软件随机生成行人与汽车碰撞工况作为PC-Crash行人汽车碰撞模型输入,进行了大量的仿真,总结出... 基于PC-Crash软件建立了行人汽车碰撞模型。综合考虑人车碰撞过程中行人身高、步行速度、车速、人车碰撞位置等因素及其统计特征,利用M atlab软件随机生成行人与汽车碰撞工况作为PC-Crash行人汽车碰撞模型输入,进行了大量的仿真,总结出事故发生后人体头部与车体前部碰撞点的分布规律,为汽车在行人保护设计方面提供参考。 展开更多
关键词 人车碰撞事故 行人保护 多刚体模型 碰撞点 分布规律
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基于2R伪刚体模型的柔顺机构动力学建模及特性分析 被引量：19
19
作者 李茜 余跃庆 常星 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第13期40-48,共9页
柔顺机构是利用机构中柔性构件的自身变形来实现运动、力和能量的传递和转换的一种新型机构,是机构学研究领域的前沿课题之一。以柔顺机构中的柔顺杆为研究对象,基于2R伪刚体模型(Pseudo-rigid-body model,PRBM)提出末端受不同载荷形式... 柔顺机构是利用机构中柔性构件的自身变形来实现运动、力和能量的传递和转换的一种新型机构,是机构学研究领域的前沿课题之一。以柔顺机构中的柔顺杆为研究对象,基于2R伪刚体模型(Pseudo-rigid-body model,PRBM)提出末端受不同载荷形式(力矩或垂直力)作用下的动力学新模型,分析其动能和变形能,应用拉格朗日方程推导其动力学方程。通过与1R伪刚体动力学模型(Pseudo-rigid-body dynamic model,PRBDM)对比,从方程特征、响应曲线等方面分析各动力学模型的特点,从而展示基于2R伪刚体模型的动力学模型优越性,并以平行导向柔顺机构为例验证了模型的有效性。分析结果表明,基于2R伪刚体模型的动力学模型不仅可以反映柔顺杆整体大范围变形状况,而且描述出杆件内部局部变形状况,可以更真实地体现柔顺机构的动力学特性,更加适合于柔顺机构的动力学分析与设计。* 展开更多
关键词 柔顺机构 2R伪刚体模型 动力学
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平面柔顺机构的自由度 被引量：17
20
作者 陈贵敏 李端玲 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第13期48-53,共6页
柔顺机构是一类借助其柔性元素自身的弹性变形来传递运动、力或能量的装置。由于引入了柔性元素,柔顺机构中构件和运动副常常无法严格区分,导致其自由度概念有别于刚体机构的自由度,甚至带有一定的模糊性。在总结柔顺机构的结构和运动... 柔顺机构是一类借助其柔性元素自身的弹性变形来传递运动、力或能量的装置。由于引入了柔性元素,柔顺机构中构件和运动副常常无法严格区分,导致其自由度概念有别于刚体机构的自由度,甚至带有一定的模糊性。在总结柔顺机构的结构和运动特点的基础上,分析确定机构自由度应遵循的基本准则,并给出可用于全面描述柔顺机构的两种自由度的定义(刚性自由度和柔性自由度)和相关推论。通过几种典型柔性元的伪刚体建模的讨论以及相关设计实例的分析,给出一种行之有效的平面柔顺机构自由度的计算方法。 展开更多
关键词 柔顺机构 自由度 伪刚体模型
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